第八章分離和富集方法

組分含量

回收率

1%>99.9%

1%0.01%>99%

0.01%95%第八章分析化學(xué)中常用的

分離和富集方法分離的要求：一.常量組分沉淀分離法(2)提高選擇性

(一)無機沉淀劑沉淀分離法1.沉淀為氫氧化物(1)改善共沉淀現(xiàn)象：采用小體積沉淀法b.加入掩蔽劑a.控制酸度不足共沉淀選擇性差小體積大濃度大量電解質(zhì)§8-1沉淀與氣態(tài)分離法(3)常用的控制溶液pH方法a.NaOH法強堿

NaOH

pH12分離兩性金屬離子非兩性金屬離子b.氨水法NH3-NH4ClpH89分離形成氨絡(luò)合離子及離子形式存在的金屬離子形成氫氧化物沉淀的金屬離子Zn2++2OH-①控制溶液pH，防止形成Mg(OH)2沉淀,防止Al(OH)3沉淀的溶解；②利用NH4+為抗衡離子，減少沉淀對其它金屬離子的吸附；③作為電解質(zhì)，促進膠狀沉淀的凝聚；ZnO+H2OZn(OH)2c.有機堿法如：六次甲基四胺及其鹽酸鹽(pKa=5.15)吡啶及其鹽酸鹽(pKa=5.23)d.ZnO懸濁液法pH6pH56加入NH4Cl的作用：2.沉淀為硫化物以HCl調(diào)節(jié)酸度；H2S的代用品硫代乙酰胺

TAA3.其它無機物沉淀（3）磷酸鹽沉淀（1）硫酸鹽沉淀（2）氟化物沉淀(二)有機沉淀劑沉淀分離法

沉淀類型：螯合物及離子締合物有機沉淀劑優(yōu)點：吸附無機雜質(zhì)少；選擇性好；靈敏度高；二.痕量組分的富集和共沉淀分離①欲富集的痕量組分回收率高；要求：②共沉淀劑不干擾待富集組分的測定.

無機共沉淀劑有機共沉淀劑共沉淀劑的分類：表面吸附：利用非晶形沉淀生成混晶：利用晶形沉淀機理②經(jīng)灼燒后易于除去；①表面吸附作用小，選擇性高，分離效果好；③分子量大，體積大，有利于痕量組分的共沉淀；優(yōu)點如：分離痕量Ni2+,在氨性溶液中加入丁二酮肟及丁二酮肟二烷酯乙醇溶液，后者沉降時把微量丁二酮肟鎳螯合物載帶下來。作用機理：①利用膠體的凝聚作用進行共沉淀；如：分離痕量鎢，在酸性條件下加入辛可寧，中和電荷，促進鎢酸膠體凝聚。②利用形成離子締合物或金屬絡(luò)合物進行共沉淀；如：分離痕量Zn2+,在酸性溶液中加入大量的SCN-及甲基紫R+

量少大量（載體）③利用“惰性共沉淀劑”進行共沉淀；（固體萃取劑）三.氣態(tài)分離法1.揮發(fā)3.蒸餾2.升華被分離組分以氣體的形式分離出去：揮發(fā)、升華、蒸餾等§8-2液—液萃取分離法

缺點：手工操作，工作量大，有機萃取劑常常易揮發(fā)、易燃且有毒?；诓煌镔|(zhì)在不同溶劑中分配系數(shù)不同的客觀規(guī)律而建立起來的方法萃取分離法特點：優(yōu)點：既可用于常量元素的分離，又適用于微量元素的分離與富集；方法簡單、快速、適用范圍廣；如萃取組分為有色化合物，則可直接進行萃取比色法測定；例：丁二酮肟萃取Ni2+的過程一.萃取分離法的基本原理1.萃取過程的本質(zhì)：將物質(zhì)由親水性轉(zhuǎn)化為疏水性的過程親水性：易溶于水，難溶于有機溶劑。無機鹽、易與水形成氫鍵的化合物。疏水性：易溶于有機溶劑，難溶于水。多為共價鍵，極性小，電負(fù)性小，不易形成氫鍵的有機物。加HCl反萃取Ni2+HClpH=9CH3Cl萃取Ni(H2O)62+KD:分配系數(shù)，與溶質(zhì)及溶劑的特性以及溫度等因素有關(guān)。2.分配定律：在一定溫度下，物質(zhì)A在水相和有機相分配達(dá)到平衡后，其在兩相中的活度比為常數(shù)。分配定律使用注意事項：（1）溶質(zhì)濃度低KD

PA（2）溶質(zhì)在兩相中的存在形式應(yīng)相同。否則只有當(dāng)I2濃度很?。?.2g/L)時，KDD

3.分配比D例：又如：用苯萃取苯甲酸(HBz)水相：苯相：KaKc可見分配比D是隨萃取條件而變化的，若采取適宜的萃取條件，可增大分配比D值，提高萃取效率。4.萃取率當(dāng)Vo=VwE與D及Vw/Vo（相比）有關(guān)D1101001000E%50919999.9減小相比增加萃取次數(shù)增大萃取率增大D據(jù)：多次萃?。旱谝淮屋腿《屋腿『髇次萃取后含有鎵的HCl水溶液10mL，其中含鎵10g，若用10mL乙醚分別按下述情況萃取:（1）全量一次萃取。（2）每次用5mL分2次萃取。求E%.已知D=18例：（1）全量一次萃取（2）分2次萃取解：V有=5mL例：含有I2為2.648g水溶液100.00mL，用20.00mL有機溶劑進行一次萃取，平衡后分出有機相，若取有機相2.00mL，則需用0.1000mol/LNa2S2O318.50mL滴定其中的碘。已知：MI2=253.8問(a)I2的D和E各是多少？(b)若對上述分離出的20.00mL有機相用10.00mL水洗一次，損失多少克？(c)若將20.00mL有機溶劑分3次萃取，其E又是多少？解：(a)(b)(c)2螯合萃取體系條件的選擇二.重要的萃取體系萃取劑（一）螯合物萃取體系1萃取機理：設(shè)：加入某種物質(zhì)，引入疏水性質(zhì)點萃取劑是螯合劑，與金屬離子形成不帶電的疏水性螯合物當(dāng)存在副反應(yīng)時：螯合物萃取體系的條件：（1）螯合劑的選擇：（2）溶液酸度：（3）萃取溶劑的選擇：使螯合物的大；螯合劑疏水性基團多，增大KD①控制酸度防止干擾離子的干擾；pH高有利于萃取，但應(yīng)注意2點：②控制酸度防止金屬離子水解；與螯合物結(jié)構(gòu)相似；與水的比重差別大；毒性小，低揮發(fā)性。（二）離子締合物萃取體系①金屬陽離子的離子締合物；⑶降低水的介電常數(shù)，有利于離子締合物的形成；1、離子締合物類型：②金屬絡(luò)陰離子或無機酸根的離子締合物；2、離子締合物體系萃取條件的選擇:①酸度：應(yīng)有利于形成離子締合物；②鹽析作用：加入與被萃取物具有相同陰離子的鹽類或酸目的：⑴同離子效應(yīng)；⑵降低被萃取物的水化程度；（四）無機共價化合物萃取體系（三）溶劑化合物萃取體系既是溶劑又是萃取劑.一些簡單共價化合物

例：I2,Cl2,Br2,OsO4,AsI3三、萃取分離的操作如：乙酰丙酮萃取Cu2+四、萃取分離新技術(shù)固相萃取和固相微萃取超臨界流體萃取微滴萃取微波萃取§8-3離子交換分離法一、概述有機離子交換劑（離子交換樹脂）1、方法特點2、離子交換劑的類型無機離子交換劑優(yōu)點：分離效率高，可分離：帶相反電荷離子、相同電荷離子、性質(zhì)相近離子；微量元素的富集；高純物質(zhì)的制備；設(shè)備簡單，操作簡便；樹脂可再生。缺點：分離過程周期長，耗時二、離子交換樹脂穩(wěn)定，不受強酸、強堿、氧化劑或還原劑的影響；對H+的親和力大，酸性溶液中不宜使用R-SO3H+Na+1、樹脂的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)帶有許多可交換活性基團的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子化合物；結(jié)構(gòu)：性質(zhì)：2、樹脂的種類⑴陽離子交換樹脂強酸型-SO3H酸性、中性、堿性均可用；弱酸型-COOH,-OHR-SO3Na+H+交換洗脫活性基團上H+的可被陽離子交換聚合磺化交聯(lián)劑活性基團聚苯乙烯磺酸型陽離子交換樹脂弱堿型：對OH-親和力大，不宜在堿性溶液中使用;⑶螯合樹脂⑷其它樹脂⑵陰離子交換樹脂強堿型-N(CH3)3+,水合后[-N(CH3)3+OH-]弱堿型-NH2,[-NH3+OH-];-NH(CH3),[-NH2(CH3)+OH-]-N(CH3)2,[-NH(CH3)2+OH-]強堿型：酸性、中性、堿性均可使用；如：大孔樹脂；氧化還原樹脂；萃淋樹脂；纖維素交換樹脂能選擇性的與一些金屬離子形成螯合物水合后活性基團上的OH-可被陰離子交換3、樹脂的交聯(lián)度單位質(zhì)量的干樹脂或單位體積的濕樹脂所能交換離子相當(dāng)于一價離子的物質(zhì)的量。單位：mmol/g（干樹脂）mmol/mL（濕樹脂）全交換容量；工作交換容量（有效交換容量）；4、樹脂的交換容量：三、離子交換樹脂的親和力樹脂對離子的親和力反映了離子在樹脂上的交換能力Li+<Na+<K+Th4+>Al3+>Ca2+>Na+離子電荷；離子的極化程度；水合離子半徑親和力的影響因素：四、離子交換樹脂的分離操作過程1、樹脂的選擇和處理2、裝柱3、交換4、洗脫5、再生3、痕量組分的富集五、應(yīng)用1、水的凈化（2）同性電荷離子的分離（即離子交換層析法）2、干擾離子的分離（1）陰、陽離子的分離4、蛋白質(zhì)或氨基酸的分離§8-4液相色譜分離法一、色譜法的分類液相色譜分析：2、按分離時操作方式不同分類1、據(jù)流動相的狀態(tài)不同分類氣相色譜分析：流動相為氣體流動相為液體柱層析；紙層析；薄層層析蛋白質(zhì)的分離柱層析固定相：紙上吸濕的水分（濾紙為載體）二、紙上色譜分離法（紙層析法；紙上萃取色譜法）1、機理流動相：與水不相溶的有機溶劑（展開劑）比移值lBbaA一般認(rèn)為A和B比移值相差>0.02即可彼此分開2、操作方法①選擇濾紙：均勻、純凈、平整②點樣：有定性、定量之分③展開：上行、下行、雙向展開劑的選擇：有機溶劑+水+酸（調(diào)節(jié)極性）④顯色和比移值的測定：定性測定⑤定量測定

（1）化學(xué)法：燃燒稱重；浸?。?）物理法：求積儀；光密度計三、薄層色譜法（薄層層析法）1、